Автоматика скважины: Автоматика для скважинных насосов — схемы и подключение

Автоматика для скважинного насоса

Для организации индивидуальных
систем водоснабжения необходимо купить
насосы промышленные. Это могут быть агрегаты разной мощности и с различными
принципами работы. Но в любом случае потребуется автоматика для погружного насоса, купить которую необходимо, чтобы
управление его рабочими циклами осуществлялось без участия человека.

В одних ситуациях речь идет об
установке поверхностных насосных станций. Для такого оборудования требуется купить автоматику для насосов
отличающуюся от случаев, когда применяются погружные агрегаты. Чаще всего
автономная система водоснабжения основывается на перекачке воды из скважины.
Поэтому наиболее востребована автоматика
для скважинного насоса. А о том, каким может быть такой агрегат и как он
работает, мы расскажем далее.

Виды погружных насосов

Всего выделяют три вида погружных
насосов, используемых для индивидуальной системы водоподготовки:

1. Вибрационные.
2. Винтовые.
3. Центробежные.

У каждого из видов есть свои
особенности, поэтому и автоматика для
погружного насоса может отличаться, что зависит от конкретной модели
оборудования.

Вибрационные насосы

Это проверенные временем модели, разработанные много десятилетий назад.
Но благодаря своей надежности и доступности вибрационные агрегаты до сих пор
остаются актуальными. Ведь на промышленный насос цена может быть
высокой, тем более на агрегат, который наделен способностью перекачивания
жидкой среды с примесями вроде ила и песка. В случае с вибрационным
оборудованием стоимость всегда доступная.

Такое насосное оборудование делится на агрегаты двух типов:

1. Забирающие
   воду в верхней точке. Они лучше охлаждаются, так как двигатель все время
   находится ниже всасывающего отверстия. Для скважин с небольшим дебетом этот
   вариант наиболее подходящий, потому что исключен перегрев из-за снижения уровня
   воды ниже критической отметки. Ведь в любом случае агрегат будет работать,
   полностью погруженным в жидкую среду. А автоматика для насоса скважины
   вовремя отключит его, если уровень будет критически снижаться. Плюс к
   этому подобная конструкция предполагает намного меньше захваченного ила
   или песка при функционировании агрегата.
2. Всасывающие
   воду в нижней точке. Обычно их используют, когда необходимо начать
   осваивать новые скважины или те, в которых скопилось много ила. В
   остальных ситуациях предпочтение отдают моделям с верхней точкой
   всасывания.

Вибрационные насосы недорогие и неприхотливые в эксплуатации. Но есть у
них и не лучшие качества – шумность и вибрация в рабочем режиме. Из-за этого
корпус агрегата быстрее разрушается, так как трется о стенки скважины,
вибрируя. Немного продлевает срок службы надетое на корпус насоса защитное
резиновое кольцо. Но все равно для активного ежедневного использования
вибрационные модели подходят не лучшим образом. А вот для подачи воды в систему
водоснабжения на даче, где несколько раз в неделю надо будет включать полив и
изредка вода используется в других целях, такие насосы отлично подойдут. Причем
у разных моделей длина питающего провода может отличаться, достигая 10, 20 и
более метров. Соответственно может потребоваться и автоматика для глубинного
насоса, если скважина большой глубины.

Винтовые насосы

Стоимость таких агрегатов выше в
сравнении с вибрационными, зато он не шумит и не вибрирует, а значит и срок
службы насоса, как и самой скважины, будут более длительными. Винтовые
(шнековые) насосы не могут похвастаться высокой производительностью, а вот
высота их подъема может быть немаленькой. Часто такие агрегаты опускаются на
глубину 30-40 метров.

Особенно актуальны они для
скважин с небольшим дебетом. С такими агрегатами иногда даже специальная автоматика для насосов водоснабжения
может потребоваться в минимальных количествах, только для управления их
включением и выключением. А функция защиты от сухого хода не понадобится, так
как агрегат просто не будет успевать выкачивать воду.

К недостаткам винтовых моделей
можно отнести их высокую чувствительность к наличию песка в воде. Вращающийся
внутри резиновой втулки червяк из-за этого может быстро стереться, что приведет
к необходимости замены данной детали. Поэтому лучше заранее приобретать
винтовой насос вместе с ремонтным комплектом.

Центробежные

Если хотите купить автоматику для насосов водоснабжения с наилучшими
функциональными возможностями, приобретайте единые блоки управления с
частотными преобразователями. Если есть желание заполучить самый эффективный
погружной насос, делайте выбор в пользу центробежных агрегатов. Это производительное
оборудование, благодаря которому можно перекачивать жидкую среду с больших
глубин, что привело к частому использованию центробежных моделей в артезианских
скважинах.

Двигатели агрегатов оснащены
несколькими колесами, оснащенных лопастями. Это и позволяет создавать при вращении
силы, выталкивающие воду в соответствующий патрубок. И от числа лопастей
зависит сила напора, которую может обеспечивать такой насос. Но при попадании в
агрегат воды с песком или другими примесями рабочие колеса может переклинить,
из-за чего центробежные модели используют только в скважинах с водной средой
без загрязнений.

Использование поверхностного насоса

Работа погружных насосов основана
на создании избыточного давления, что и позволяет подавать жидкость в систему. Поверхностные
насосы сначала выполняют подъем жидкой среды с глубины, и уже после этого они перекачивают
ее на нужную высоту. Это более трудная задача. Из-за этого же есть предельная
высота, так как по законам физики с глубины более 10 метров поверхностный насос
не сможет засосать воду, что связано с соотношением атмосферного давления и
такого же показателя у 10-метрового водного столба.

Исключением становятся только
самовсасывающие агрегаты со специальным эжектором, монтирующимся поглубже и
использующим две трубы для всасывания и поддержания напора. Но они сложнее в
установке и стоят намного дороже. Да и на автоматику
для насосов цены в таком случае будет выше, поэтому они используются редко.

Основные характеристики насосов

К основным характеристикам погружных насосов относят их
производительность по объему перекачиваемой воды (кубические метры в час) и
напор, который они могут поддерживать в системе. Для каждой модели
производитель указывает максимально возможные величины этих характеристик. Но
они даются с учетом нулевого подъема. То есть производительность насоса будет
снижаться по отношению к заявленному максимальному показателю с каждым метром
глубины его погружения.

Поэтому на максимальные показатели при выборе агрегатов не ориентируются,
а смотря на то, какое давление он способен поддерживать и какую
производительность выдавать при конкретной высоте подъема. Важно, чтобы насос
физически мог давать вам необходимое количество воды, работая на определенной
глубине. Выбрав подходящий под ваши условия эксплуатации агрегат, желательно
сразу же подобрать еще и автоматику для погружных насосов, цена которой
входит в общую стоимость создания автономной водопроводной системы.

Еще одна важная характеристика
насоса – диаметр, который обязательно должен быть меньше в сравнении с аналогичным
показателем скважинной обсадной трубы. Иначе вы не сможете поместить агрегат в
источник воды. Причем лучше выбирать модели, диаметр которых хотя бы на пару
сантиметров меньше диаметра скважины, чтобы избежать заклинивания агрегата,
если потребуется поднять его на поверхность.

Важно выбирать насос с
производительностью не больше той, которую готова отдать скважина. Иначе вы
рискуете не только поломкой оборудования, но и самой скважиной, которую можно
загубить нерациональным использованием.

Выбираем автоматику для насоса: виды и принцип работы.

Скважинные источники получения чистой воды относятся к категории индивидуального водоснабжения. Для этого нужно подключать поверхностные или погружные электрические насосы. Они отключаются при наполнении магистрали, потому что оборудование не может работать без перерывов. Для этого подключают автоматику, которая отвечает за управление циклами отключения и включения.

Автоматика для насоса поддерживает нормальную работу системы.

Что такое автоматика для скважины

Блок автоматики для погружных или поверхностных насосов — это современная электроника, которая включает в себя гидравлический аккумулятор, модули и манометр. Все они гарантируют правильную работу магистрали.

Функции автоматики на водяные насосы:

1. Управление. Все процессы осуществляются в автоматизированном режиме, без контроля и наблюдения.
2. Защита от гидравлических ударов. В магистрали создается водный запас на случай неисправности и поломки оборудования.
3. Электронные устройства срабатывают при отсутствии жидкой среды, отключают электрический ток.

Автоматика для насоса водоснабжения без гидроаккумулятора помогает предотвратить поломку оборудования, его преждевременный выход из строя.

Устройство автоматики для скважины.

Принцип действия и разновидности

Автоматика для насосной станции изменяет направление воды, поднимает ее по системе. Включение и отключение происходит без помощи человека. Реле реагирует на изменения напора.

Чтобы использовать погружной электрический насос, нужно установить отдельные узлы управления и гидравлический аккумулятор. Если установлены поверхностные агрегаты, то элементы управления монтируются на один каркас с учетом схемы обвязки.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика регулирует функционирование поверхностного и погружного электрического насоса. При его включении происходит отключение цепи питания в приборах, которые реагируют на любые изменения в подаче жидкости. Размыкание осуществляется при помощи контактов или усиленных радиодеталей для этой воды под большим напором.

Насосная станция в скважине.

Управление насосом по давлению

Реле для погружного насоса монтируют на водоподающую магистраль. Она крепится на штуцер, который располагается на гидравлическом аккумуляторе. Реле — это главный управляющий элемент. Его устанавливают во все системы подачи воды.

Оно помогает остановить поступление электричества, если повышается показатель давления в системе до верхней отметки. Мембрана смещается, потому что на нее давит жидкость. Механизм размыкает внутренние контакты. В корпусе предусмотрены регулировочные винты, которые можно настроить, выставить предельное значение давления внутри системы.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Принцип подключения реле давления с защитой от работы на сухую.

Помпа защищается от поломок при помощи реле, который отвечает за работу холостого хода. Этот автоматический элемент устанавливается рядом с другими узлами. Электрический прибор разрывает цепь подачи энергии в момент снижения напора внутри системы до максимального значения.

Задать границы срабатывания автоматики можно при помощи регулировочных винтов. Они находятся под крышкой. Для подключения проводов используют разъемы.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы применяются в качестве отдельных деталей или встроенных в систему водоснабжения. Они замыкают или размыкают контакты во время изменения положения поплавковой головки.

Внутри есть шар, который давит на рычаг и контакты. Когда жидкость поступает в емкость, то отключается подача электричества, если достигнута верхняя граница. Поплавок не защищает насос, а предотвращает затопление дома.

Контролирование работы по уровню воды

Поплавок выключатель для насоса.

Когда в скважине снижается уровень воды, то помпа выходит из строя. Водяное охлаждение обмотки в двигателе отсутствует, если не предусмотрены датчики. Производители изготавливают погружные насосы, которые отключаются при отсутствии воды в скважине.

Электрические насосы с поплавковыми выключателями применяют исключительно в колодцах. В скважинном канале нет свободного места. Поплавок — это просто устройство, которое включает в себя металлический шар и рычаг.

Он замыкает контакты при отсутствии воды в системе прерывает поступление напряжения на обмотку электрического двигателя.

Пресс контроль

Это устройство управляет насосом. На его работу влияет уровень жидкости в трубопроводе. Пресс-контроль — намагниченный лепесток, который находится в воде. Когда жидкая среда проходит свободно, он располагается в приподнятом состоянии. При понижении уровня воды шторка опускается и происходит размыкание контактов геркона.

Выбор реле

Стандартное значение гидрореле составляет 1,5-3 бар. Оно настраивается регулировочными винтами. Для обеспечения водоснабжения высотного частного дома нужно дополнительно выставить все настройки.

Верхняя и нижняя граница срабатывания повышается. Марка реле для водоснабжения должна соответствовать напорному диапазону.

Из каких частей состоит автоматический блок

Автоматика делится на 3 основных группы. Главные отличия заключаются в технологических разработках, которые применяются во время изготовления, а также диапазоне функций.

Блоки управления второго поколения

Для автоматизированного управления насосом применяются простые узлы:

1. Реле давления и холостого хода. Мастера смогут самостоятельно выполнить установку и сделать настройку.
2. Гидравлический аккумулятор. Это емкость, где собирается вода. Ее объем колеблется в обозначенных пределах. Гидроаккумулятор поддерживает напор, компенсирует удары внутри системы.
3. Манометр. Это один из основных элементов, которые контролируют уровень давления, настройку гидравлического реле.

Устройство блока управления.

Помпа отключает оборудование, когда внутри труб нет воды или повысилось давление. Автоматика второго поколения на скважинные насосы может настраиваться. Есть световые индикаторы, которые сигнализируют о работе узлов, состоянии оборудования.

Третье поколение

Автоматические блоки управления третьего поколения.

Блоки управления третьего поколения — это продвинутая электроника, которая экономит электроэнергию. По принципу своей работы она не отличается от другой автоматики. Подключение должно выполняться специалистом, который сделает установку, правильно настроит блок.

Автоматика комплексно защищает оборудование от преждевременных поломок при сухом ходе, разрыве трубопровода, а также от резких скачков напряжения в сети. Отличие заключается в возможности делать точную регулировку и настройку.

Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки

Это комбинированное оборудование, которое обладает следующими особенностями:

1. Все узлы находятся рядом. Для монтажа не требуется много свободного пространства. Автоматику можно подключить самостоятельно, без помощи специалистов.
2. Приборы имеют широкий функционал для управления.

К преимуществам относят увеличение срока эксплуатации электрического насоса и остальных узлов. Автоматика для скважин помогает экономить электроэнергию, упрощает контроль, диагностические мероприятия, настройку и управление.

Недостатки — высокая стоимость автоматики, работа приборов только от электрической сети. Есть модели с датчиком сухого хода, который срабатывают при отсутствии воды в системе. Некоторые модели рассчитаны на подключение к указанной марке насоса, поэтому настройки ограничены и фиксированы.

Установка поверхностного электронасоса

Для установки поверхностного электронасоса, наружных станций требуется сделать и оборудовать скважину. В частных и загородных домах, на дачных участках рекомендуется делать кессон. Он бывает металлическим, пластиковым, бетонным. Такие конструкции отличаются между собой формой — круглые, квадратные или прямоугольные.

Экономичными вариантами считаются кессоны из пластика. Они имеют небольшой вес, легкие в обустройстве и монтаже. Но грунтовая вода может поднять материал наружу, поэтому произойдет разрушение конструкции. Для дачного дома можно купить бетонные кессоны, которые сделаны из отдельных колец. Этот материал пропускает воду, поэтому внутри конструкции будет влага.

Оптимальный вариант — использование металла, но он дорогостоящий, требует затрат при обустройстве и монтаже. Внутри кессона располагают водозаборное оборудование, гидравлический аккумулятор, насос. В поверхностных насосах глубина забора составляет не больше 9 м. Для подключения поверхностного оборудования нужна глубокая и большая яма.

Схема установки поверхностного электронасоса.

Повысить уровень давления воды в системе и защитить узлы сможет всасывающий патрубок. Его опускают на 1 м. После установки выполняют подключение, проверяют работоспособность оборудования и устраняют ошибки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Чтобы установить погружную помпу, требуется оголовок. Его помещают в кессонную яму с адаптером или оборудованием. Оголовок врезается в боковую часть обсадной трубы. Они бывают стальными (из нержавеющий, эмалированной, оцинкованной стали), асбестоцементные, пластиковые. Чтобы правильно выбрать материал, нужно участь глубину залегания грунтовой воды, технологию бурения, диаметр скважины, тип грунта.

Чтобы определить приблизительный горизонт, рассчитывают глубину скважины, проводят анализ химического состава воды. В частных домах устанавливают обсадные трубы из металла, которые имеют срок эксплуатации 10-15 лет. Единственная проблема заключается в появлении ржавчины, коррозии. Сталь выдерживает движение грунта.

Если владелец участка выбирает адаптер, который врезают в обсадную трубу, то автоматика и важные узлы должны размещаться в жилом доме. Можно построить отдельное хозяйственное строение. Автоматика должна работать в сухих условиях, чтобы влага не проникала внутрь узлов.

При выборе насоса один из главных критериев — это стоимость. Она зависит от уровня мощности и габаритов техники. Если монтируется недорогой электрический насос, то автоматика должна быть простой, с минимальным набором функций. Для нормального функционирования дорогостоящих аппаратов требуются настройки, которые связаны с частотным регулированием скорости.

Последовательность и рекомендации по подключению погружного насоса:

1. На вход насоса подключают ПВХ-трубу, которая выполняет функцию забора воды. Оптимальный диаметр должен составлять 25-35 мм.
2. С использованием фитинга на второй конец трубы крепят обратный клапан, опускают его вниз в скважину. Длина должна быть такой, чтобы основание погрузилось в воду минимум на 1 м. Если не соблюдать такое требование, то во время работы насоса в трубу будет поступать воздух вместе с водой.
3. Перед первым включением двигателя нужно заполнить водой заливное отверстие, заборную трубу.
4. Если подключения надежные и выполнены согласно установленным требованиям, то после включения насоса будет слышен характерный звук заполнения системы.

Система не должна работать на полную мощность. Насос будет функционировать не правильно, с регулярными и частыми перебоями. Существует вероятность непропорционального перерасхода электрической энергии, несрабатывания автоматики. При подключении проводки делают надежные и крепкие колодки клемм с соблюдением полярности насоса.

Digital Well Automation®

A РЕШЕНИЕ DECISIONSPACE® 365

Даже самые лучшие планы должны развиваться. Проблема заключается в том, как мы эффективно управляем доставкой инженерных решений в режиме реального времени для всех сторон на буровой площадке в соответствии с постоянно обновляемым планом скважины, который всегда актуален и актуален.

Цифровая автоматизация скважин

^® дает вам контроль в режиме реального времени от начального плана до состояния строительства, позволяя вам организовать, подключить и автоматизировать все аспекты вашей работы на буровой площадке, чтобы обеспечить надежную и эффективную работу по строительству скважины. проекты.

Управление операцией

Организуйте выполнение плана скважины непосредственно с буровиком.

Доступ к данным

Подключите несколько источников данных и полный контекст вашей операции от запланированного до выполненного состояния.

Повышенная производительность

Автоматизируйте управление планом скважины, процедурами бурения, заданными точками, целями и ограничениями с помощью системы буровой установки.

Снижение затрат на строительство скважин до 20%

Управление операцией

Оставайтесь под контролем

Подключенный план скважины, который полностью интегрируется с действиями буровой установки и машинными инструкциями, позволяя вам контролировать выполнение плана скважины в любое время.

Доступ к данным

Оставайтесь на связи

Общий доступ к единому доверенному источнику всех данных о строительстве скважины, включая контекстные детали операции.

Повышенная производительность

Оставайтесь синхронизированными

Автоматизируйте выполнение плана скважины и инструкций по обслуживанию буровой площадки с помощью бурильщика и системы буровой установки.

Оставайтесь эффективным

Цифровой помощник, который интегрирует ваши буровые исследования на открытой платформе, обеспечивая эффективное постоянное совершенствование дизайна и внедрения.

Оставайтесь на линии

Просматривайте, анализируйте и объединяйте важные операционные решения всей расширенной буровой бригады в режиме реального времени.

Оставайтесь гибкими

Автоматизируйте свои приложения и услуги по строительству скважин на открытой платформе, которая также позволяет создавать и развертывать собственные решения в рабочем процессе принятия решений.

Характеристики

Организованное выполнение плана скважины

Интегрируйте свой план работ на скважине с процедурами бурения на буровой установке для полного точного выполнения плана. Держите план подключенным и актуальным в режиме реального времени, сокращая время принятия решений и улучшая непрерывное совершенствование за счет окончательного предоставления плана скважины в состоянии строительства, включая весь контекст эксплуатации и детали.

Контекстно-зависимые визуализации

Интерпретируйте и принимайте решения на основе данных, отображаемых в рабочем контексте. От традиционных представлений потоковых данных по глубине до представлений системы бурения на уровне предприятия, цифровая автоматизация скважин достаточно гибка, чтобы обеспечить правильную визуализацию для любых нужд.

Умные будильники

Создавайте собственные оповещения на основе простых ограничений и триггеров или создавайте сложные оповещения на основе собственных алгоритмов и состояний.

AI и ML в режиме реального времени

Помимо доступа к растущей библиотеке приложений Landmark для проектирования скважин в режиме реального времени, вы можете развертывать и управлять своими собственными решениями на основе данных на буровой площадке в безопасной открытой и управляемой среде.

Интеграция буровой установки

Полная совместимость с растущим числом поставщиков бурового оборудования и буровых подрядчиков

Цифровые скважинные операции внутри

Если подключение является проблемой, разверните свои возможности Landmark Digital Well Operations изначально на буровой площадке в Digital Well Automation.

Протоколы шлюза IIOT

Управляемая шаблонами быстрая связь данных по любому промышленному или нефтегазовому протоколу данных упрощает настройку и интеграцию операционных данных. Цифровая автоматизация скважин поддерживает протоколы WITS, WITSML, OPC-UA, OPC-DA, ModBus, TCP и UDP, а также несколько пользовательских буровых установок и OEM-интерфейсы.

Кибербезопасность

Построено на основе стандартов ISA для автоматизации Цифровая автоматизация скважин соответствует стандартам ISA/IEC 62443 по безопасности и защите промышленных систем управления.

Автоматизированное управление скважиной | Weatherford International

Подкрепите свой ответ

Weatherford и Safe Influx предлагают вам первую в истории интеграцию технологии бурения с регулируемым давлением (MPD) и автоматизированной технологии управления скважиной, так что вы сможете добиться большего, чем когда-либо прежде, при строительстве скважин. Эта эксклюзивная, передовая комбинация использует мощь цифровизации и автоматизации, чтобы еще больше расширить ваши возможности управления притоком в жизненном цикле скважины. В результате у вас больше контроля над пинками для безопасного выполнения операций, эффективной отдачи от производительности и минимальных рисков для баланса.

В отличие от других технологий, которые только обнаруживают выбросы и предупреждают бригады о притоках, наше решение автоматизирует весь переход от основного к дополнительному барьеру скважины. Максимально быстрый и беспроблемный процесс передачи позволяет поддерживать приток в галлонах, а не в баррелях, и сглаживать выбросы в течение нескольких минут, а не часов. Независимо от уровня, необходимого для управления притоками, вы можете добиться повышения производительности в соответствии с заранее определенным протоколом.

Раннее обнаружение пинков

Автоматическое закрытие

Интеллектуальное снижение притока

Раннее обнаружение выброса

Наши решения MPD позволяют обнаруживать выбросы и реагировать на них до того, как они могут представлять угрозу целостности скважины и безопасности персонала , или ущерб окружающей среде . Быстрое реагирование сводит размер притока к минимуму, что снижает давление и скорость потока газа, требует меньше времени для смягчения последствий и способствует безопасному и быстрому возвращению к работам по строительству скважины.

Автоматическое закрытие

Применимо к любому из наших решений MPD, система Safe Influx активирует вторичный барьер контроля скважины без вмешательства человека. Если приток превышает пределы основного барьера, он автоматизирует процесс вывода и закрытия скважины, чтобы всегда держать скважину под контролем, что позволяет избежать возможности вторичных притоков и сократить время, необходимое для закрытия скважины и циркуляции притоков. На самом деле, тесты показали, что автоматизация таким образом приводит к закрытию в пять раз быстрее, чем обычные методы человеческого интерфейса.

Разумное смягчение притока

После наступления события, связанного с ударом или потерей, наша интеллектуальная система MPD ускоряет возвращение к работе.